API Hooking - '스텔스' 프로세스 (2)

특정 프로세스를 감추는 은폐(stealth) 기법에 대해 설명하고, 예제 파일을 통해서 실습을 해보도록 하겠습니다.

 

<photo : mashleymorgan on flickr>

아래 내용은 이전 포스트에서 이어지는 내용입니다.
☞ API Hooking – '스텔스' 프로세스 (1)



프로세스 은폐(stealth) 동작 원리 (User Mode)

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프로세스 은폐(stealth)에 관한 내용은 이미 많은 정보가 공개되어 있습니다.
그 중에서 유저 모드(User Mode)에서 가장 널리 사용되는 "ntdll!ZwQuerySystemInformation() API 후킹 방법"에 대해서 살펴보겠습니다.

* 커널 모드의 프로세스 은폐 기법은 (유저 모드에 비해) 더 강력하고, 더 고급 기법입니다. 향후 제 블로그에서 자세히 다루도록 하겠습니다.


#1. 프로세스 은폐(stealth) 개념

스텔스 전투기는 레이다에 포착되지 않기 위해서 각종 첨단 과학을 동원하여 전투기 자체를 (기존 전투기와 다르게) 완전히 새롭게 개발 하였습니다. 즉, 작업 대상이 스텔스 전투기 자신입니다.

반면에 은폐 프로세스의 개념은 이와는 정반대입니다.
특정 프로세스를 은폐시키기 위해서 나머지 모든 프로세스들의 메모리에 침투하여 API 를 후킹합니다. 즉, 작업 대상은 다른 프로세스입니다.

은폐 프로세스의 개념을 스텔스 전투기의 설명에 적용해보면 아래와 같습니다.

그냥 일반 전투기를 띄워 보낸 후 모든 레이다를 고장내면(조작하면), 그 일반 전투기는 그 순간부터 스텔스 전투기가 되는 것과 같은 이치입니다.

이것이 바로 은폐(stealth) 프로세스의 개념입니다.


#2. 관련 API

프로세스(Process)는 커널 객체이기 때문에 (유저 모드 프로그램은) API 를 통해서만 접근이 가능합니다. 일반적으로 유저 모드에서 프로세스를 검색하기 위한 API 는 아래와 같이 2 종류가 있습니다.

HANDLE WINAPI CreateToolhelp32Snapshot(
    DWORD    dwFlags,
    DWORD    th32ProcessID
);

* 출처 : http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms682489(VS.85).aspx

BOOL EnumProcesses(
    DWORD*   pProcessIds,
    DWORD    cb,
    DWORD*   pBytesReturned
);

* 출처 : http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms682629(VS.85).aspx

위 2 가지 API 모두 내부적으로 ntdll!ZwQuerySystemInformation() API 를 호출합니다.

NTSTATUS ZwQuerySystemInformation(
    SYSTEM_INFORMATION_CLASS    SystemInformationClass,
    PVOID    SystemInformation,
    ULONG    SystemInformationLength,
    PULONG   ReturnLength
);

* 출처 : http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms725506(VS.85).aspx

ZwQuerySystemInformation() API 를 이용하여 실행중인 모든 프로세스들의 정보(구조체)를 연결 리스트 형태로 얻을 수 있습니다.

그 연결 리스트를 조작하면(리스트에서 빼내면) 해당 프로세스는 은폐 되는 것입니다.

따라서 유저 모드에서는 CreateToolhelp32Snapshot() 나 EnumProcess() API 를 후킹할 필요 없이  ZwQuerySystemInformation() API 하나만 후킹하면 확실하게 특정 프로세스를 은폐 시킬 수 있습니다.


#3. Global Hooking 개념

우리가 은폐하고자 하는 프로세스를 test.exe 라고 하겠습니다.
실행중인 ProcExp.exe (또는 taskmgr.exe) 프로세스의 ZwQuerySystemInformation() API 를 후킹 하면 ProcExp.exe 는 test.exe 를 찾지 못할 것입니다.

* ProcExp.exe = 프로세스 익스플로러, taskmgr.exe = 윈도우 작업 관리자

위와 같이 하면 ProcExp.exe(또는 taskmgr.exe) 프로세스 하나에 대해서 test.exe 가 은폐되었다고 말할 수 있습니다.

하지만 이 방법에는 두 가지 문제점 이 있습니다.

첫 번째 문제점은 후킹 대상 프로세스 개수 입니다.
프로세스 검색 유틸리티가 과연 이 두 가지뿐 일까요?
이들 외에도 수 많은 프로세스 검색 유틸리티가 있을 것이며, 사용자가 직접 만든 유틸리티도 있을 수 있습니다. 따라서 시스템에 실행중인 모든 프로세스를 후킹 해야만 내 프로세스가 은폐되었다고 확신할 수 있습니다.

두 번째 문제점은 새로 생성되는 프로세스입니다.
만약 사용자가 ProcExp.exe (또는 taskmgr.exe) 를 하나 더 실행하면 어떻게 될까요?
첫 번째 ProcExp.exe 프로스세는 이미 후킹이 되어 있으므로 test.exe 프로세스를 찾지 못하겠지만, 두 번째 실행된 ProcExp.exe 프로세스는 후킹 되지 않았으므로 test.exe 프로세스를 정상적으로 찾아 낼 것입니다.

이 두 가지 문제를 정리해 보면 우리는 test.exe 프로세스를 완전히 숨기기 위해서 시스템에 실행 중인 모든 프로세스의 ZwQuerySystemInformation() API 를 후킹해야 하며, 추가적으로 나중에 실행되는 모든 프로세스에 대해서도 똑 같이 후킹을 해줘야 합니다. (물론 자동으로 해줘야겠지요.)

이것이 바로 global hooking 의 개념입니다.
(이러한 global hooking 에 대해서는 뒷부분에서 따로 설명하도록 하겠습니다.)



실습

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HideProc.exe

stealth.dll

HideProc.exe 는 실행중인 모든 프로세스에게 Stealth.dll 파일을 인젝션 시키는 역할을 합니다.
Stealth.dll 은 인젝션 된 프로세스의 ntdll!ZwQuerySystemInformation() API 를 후킹하는 역할을 합니다.

위 두 파일을 이용해서 notepad.exe 프로세스를 은폐시켜 보도록 하겠습니다.

* 참고!
위 실습 파일은 “global hooking – 새로운 프로세스”에 대한 대책이 없는 버전입니다.
따라서 HideProc.exe 실행 이후에 생성된 프로세스는 자동으로 후킹 되지 않습니다.
그에 대해서는 따로 설명 드릴 예정입니다. 참고하세요.


#1. notepad.exe, procexp.exe, taskmgr.exe 를 실행시켜 주세요.


#2. 아래와 같이 HideProc.exe 를 실행합니다.

<Fig. 1>

실행 파라미터에 대해서 간략히 설명 드리겠습니다.

-hide/-show : 은폐 시킬 때는 –hide, 은폐 해제 시에는 –show
process name : 은폐 시킬 프로세스 이름
dll path  : 인젝션 시킬 DLL 파일 경로

#3. 모든 프로세스에 stealth.dll 파일이 제대로 인젝션 되었는지 확인합니다.

Process Explorer 을 이용해서 stealth.dll 을 검색합니다.

<Fig. 2>

실행중인 모든 프로세스에 stealth.dll 파일이 인젝션 된 것을 확인 할 수 있습니다.

* 사실은 시스템 프로세스들(PID 0 & PID 4)에 대해서는 (시스템 안정성을 위해) 인젝션 시키지 않았습니다. (notepad.exe 프로세스 은폐에는 아무 상관 없습니다.)


#4. procexp.exe 와 taskmgr.exe 에서 notepad.exe 프로세스가 사라진걸 확인합니다.

<Fig. 3>

<Fig. 4>

위의 <Fig. 3> 과 <Fig. 4> 를 보시면 notepad.exe 프로세스가 분명히 실행 중이지만, procexp.exe 와 taskmgr.exe 에서 notepad.exe 프로세스가 사라진걸 확인하실 수 있습니다.

* 메모장의 윈도우가 보이기 때문에 프로세스가 완벽히 숨은 게 아니라고 생각하실 수 있겠습니다만, 우리의 목표는 프로세스 은폐이기 때문에 윈도우는 그냥 놔뒀습니다. 참고로 윈도우를 사라지게 하려면 SetWindowPos() API 등을 사용하시면 됩니다.


#5. notepad.exe 프로세스를 다시 보이도록 합니다.

HideProc.exe 를 –show 모드로 실행시킵니다. (stealth.dll 을 ejection 시켜줍니다.)

<Fig. 5>

procexp.exe 와 taskmgr.exe 에서 notepad.exe 프로세스가 정상적으로 보이는지 직접 확인해보시기 바랍니다.


다음 번에는 예제 소스 파일을 상세하게 분석해보도록 하겠습니다.

☞ API Hooking – '스텔스' 프로세스 (3)


ReverseCore

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